昆明地区气态亚硝酸及其对臭氧浓度影响模拟

doi:10.13209/j.0479-8023.2024.113

北京大学学报自然科学版 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (2): 325-334.DOI: 10.13209/j.0479-8023.2024.113

昆明地区气态亚硝酸及其对臭氧浓度影响模拟

张静唯¹, 龚元均², 冉海艳³, 谭雅娴¹, 屈玉³, 安俊岭³, 陆克定², 董华斌², 邱飞^4,†, 杨健^5,†

1. 云南省大湄公河次区域气象灾害与气候资源重点实验室, 云南大学, 昆明 650500 2. 国家环境保护大气臭氧防治重点实验室, 北京大学环境科学与工程学院, 北京 100871 3. 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029 4. 云南省生态环境监测中心, 昆明 650034 5. 昆明市生态环境科学研究院, 昆明 650032

收稿日期:2024-06-24 修回日期:2024-08-03 出版日期:2025-03-20 发布日期:2025-03-20
通讯作者: 邱飞, E-mail: 685703386(at)qq.com, 杨健, E-mail: 19556704(at)qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(42107124)、国家自然科学基金与以色列科学基金会合作研究项目(42161144010)、云南省自然科学基金(202302AN360006)、云南省基础研究计划(202401CF070180)、昆明市生态环境局“昆明市臭氧污染来源解析相关研究”项目(ZD20200007)和国家重点研发计划(2023YFC3706100)资助

Simulations of Nitrous Acid (HONO) and Its Impact on Ozone in Kunming, China

ZHANG Jingwei¹, GONG Yuanjun², RAN Haiyan³, TAN Yaxian¹, QU Yu³, AN Junling³, LU Keding², DONG Huabin², QIU Fei^4,†, YANG Jian^5,†

1. Yunnan Key Laboratory of Meteorological Disasters and Climate Resources in the Greater Mekong Subregion, Yunnan University, Kunming 650500 2. State Key Laboratory Joint of Atmospheric Ozone Control, College of Environmental Sciences and Engineering, Peking University, Beijing 100871 3. Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029 4. Yunnan Ecological Environment Monitoring Center, Kunming 650034 5. Kunming Research Academy of Eco-Environmental Sciences, Kunming 650032

Received:2024-06-24 Revised:2024-08-03 Online:2025-03-20 Published:2025-03-20
Contact: QIU Fei, E-mail: 685703386(at)qq.com, YANG Jian, E-mail: 19556704(at)qq.com

摘要/Abstract

摘要：

于2021年4—5月的云南省臭氧(O₃)污染事件频发时段, 在昆明市开展首次气态亚硝酸(HONO)观测, 并结合WRF-Chem空气质量模式, 评估添加HONO潜在来源与否对O₃浓度的影响。模拟结果表明, 使用2020年MEIC清单能较好地模拟昆明市的HONO、二氧化氮(NO₂)、O₃和细颗粒物(PM_2.5)等污染物。HONO潜在来源显著增强了大气氧化性和羟基自由基(OH)的生成速率, 引起昆明市距地面4 km范围内O₃增量为(2~6)×10^⁻9 (相应增幅约2%~8%)、近地面O₃增量为(4~7)×10^⁻9, 并在一定程度上影响O₃-VOCs-NO_x的敏感性。研究结果可加深对云贵高原地区HONO、大气氧化性及O₃生成的认识, 为区域O₃污染治理提供参考。

关键词: 气态亚硝酸, 臭氧污染, 大气氧化性, 昆明市, WRF-Chem空气质量模式, 自由基

Abstract:

The first nitrous acid (HONO) observation was conducted in Kunming of Yunnan Province, from April to May 2021 with frequent ozone (O₃) pollution events. To evaluate the impact of HONO on O₃, the WRF-Chem model simulations were conducted, with two cases including or excluding potential HONO sources. Based on the comparison between simulations and the corresponding observations, it was found that the application of the MEIC inventory (version 2020) could reasonably simulate HONO, nitrogen dioxide (NO₂), O₃ and fine particulate matter (PM_2.5) in urban Kunming. The additional HONO sources noticeably enhanced atmospheric oxidation capacity in Kunming and accelerated the hydroxyl radical (OH) production rate, leading to an O₃ enhancement of (2–6)×10⁻⁹ with the corresponding percentage enhancement of 2%–8% at the Kunming site within the height of 0–4 km and an O₃ enhancement of (4–7)×10⁻⁹ near the ground at the Kunming site and its surrounding area. The O₃-VOCs-NO_x sensitivity was also influenced by the potential HONO sources. This study deepened the understanding of HONO, atmospheric oxidation capacity and O₃ formation in the Yunnan-Guizhou Plateau, and could be helpful for regional O₃ pollution control.

Key words: nitrous acid, ozone pollution, atmospheric oxidation capacity, Kunming, WRF-Chem model, radicals

张静唯, 龚元均, 冉海艳, 谭雅娴, 屈玉, 安俊岭, 陆克定, 董华斌, 邱飞, 杨健. 昆明地区气态亚硝酸及其对臭氧浓度影响模拟[J]. 北京大学学报自然科学版, 2025, 61(2): 325-334.

ZHANG Jingwei, GONG Yuanjun, RAN Haiyan, TAN Yaxian, QU Yu, AN Junling, LU Keding, DONG Huabin, QIU Fei, YANG Jian. Simulations of Nitrous Acid (HONO) and Its Impact on Ozone in Kunming, China[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2025, 61(2): 325-334.

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